第3章实验探究侯氏制碱法实验原理
侯氏制碱法
侯氏制碱法侯氏制碱法氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵，这是第一步。
第二步是：碳酸氢铵与氯化钠反应生成一分子的氯化铵和碳酸氢钠沉淀，碳酸氢钠之所以沉淀是因为它的溶解度较小。
根据 NH4Cl 在常温时的溶解度比 NaCl 大，而在低温下却比 NaCl 溶解度小的原理，在278K ～283K(5 ℃～10 ℃ ) 时，向母液中加入食盐细粉，而使NH4Cl 单独结晶析出供做氮肥。
索氏制碱法原理NH3+CO2+H2O=NH4HCO3NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl总反应方程式：NaCl + CO2 + H2O + NH3= NaHCO3 ↓ + NH4Cl2NaHCO3====Na2CO3+H2O+CO2↑（CO2循环使用）侯氏制碱法又名联合制碱法（1）NH3+H2O+CO2=NH4HCO3（2）NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓（3）2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑即：①NaCl(饱和溶液)+NH3（先加）+H2O（溶液中）+CO2（后加）=NH4Cl+NaHCO3↓ （溶解度一般，因为不断添加原料达到溶液饱和才沉淀）②2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑优点保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到 96 %； NH4Cl 可做氮肥；可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气 CO 转化成 CO2 ，革除了 CaCO3 制 CO2 这一工序注：纯碱就是碳酸钠侯德榜1890年8月9日出生于福建省闽侯县自幼半耕半读，勤奋好学，有“挂车攻读”美名。
1903—1906年得姑妈资助在福州英华书院学习。
他目睹外国工头蛮横欺凌我码头工人，耳闻美国的旧金山种族主义者大规模迫害华侨、驱逐华工等令人发指的消息，使之产生了强烈的爱国心。
他曾积极参加反帝爱国的罢课示威1907—1910年就读于上海闽皖铁路学院。
毕业后，在英资津浦铁路当实习生。
侯氏制碱法考点笔记
侯氏制碱法考点笔记
1.侯氏制碱法简介
侯氏制碱法是一种传统的制碱工艺，使用天然的石灰石和食盐，通过高温反应制取氢氧化钠。
该工艺具有生产成本低、原材料易得等优点，在全球范围内一直被广泛使用。
2.侯氏制碱法的原理
侯氏制碱法的原理是通过将石灰石（CaCO3）和食盐（NaCl）制成粉末后混合在一起，加热到高温（约800℃），使其发生
化学反应生成氯化钙（CaCl2）、气态二氧化碳（CO2）和氢
氧化钠（NaOH）。
CaCO3+2NaCl→CaCl2+Na2CO3
Na2CO3+CaCO3→2NaOH+2CO2
3.侯氏制碱法的优缺点
侯氏制碱法的主要优点包括：
（1）原料成本较低，特别是对于一些资源丰富的国家和地区，比如中国；
（2）生产工艺相对简单，易于掌握；
（3）生产规模可根据需求进行扩大，适合中小型企业生产。
其主要缺点包括：
（1）该工艺产生大量的二氧化碳，对环境造成不良影响；
（2）生产过程中也同时产生大量氯化钙固体废弃物，需要进行处理；
（3）生产过程的能源消耗较高，长期来看成本相对较高。
4.侯氏制碱法的应用
侯氏制碱法广泛应用于纺织、造纸、印染、玻璃、化肥、食品加工等行业，尤其是在以工业碱为原料的化学工业中。
此外，它还可以用于中药生产中的炮制过程。
3 聚焦突破(三) 侯氏制碱法及碳酸盐含量的测定
聚焦突破(三) 侯氏制碱法及碳酸盐含量的测定一、侯氏制碱法1．制备原料：食盐、氨、二氧化碳2．反应原理(1)产生NaHCO 3的反应：NH 3＋NaCl ＋CO 2＋H 2O===NaHCO 3↓＋NH 4Cl ；(2)产生Na 2CO 3的反应：2NaHCO 3=====△ Na 2CO 3＋H 2O ＋CO 2↑。
3．工艺流程(1)在饱和食盐水中先通入NH 3，再通入CO 2，这样操作可增大HCO －3 的浓度，利于析出更多的NaHCO 3。
(2)低温时NH 4Cl 的溶解度比NaCl 的小，可以在低温状态下向母液中加入NaCl 细粒，促使NH 4Cl 析出，提高了NaCl 的利用率。
(3)优点：①饱和食盐水、CO 2可循环使用，提高了原料的利用率；②缩短了生产流程；③减少了对环境的污染等。
1．(2022·河北正定中学高一月考)如图所示是工业制纯碱的部分物质转化示意图，下列推测错误的是( )A.①～③涉及的操作方法中，包含过滤的是①③B ．溶液B 不可循环使用C ．副产物NH 4Cl 可用作肥料D ．生产中应先通NH 3，再通CO 22．以下是联合制碱法的简单流程，下列说法不正确的是( )A ．反应(2)的化学方程式为2NaHCO 3=====△ Na 2CO 3＋H 2O ＋CO 2↑B ．操作X 为过滤，为加快过滤速率，过滤时用玻璃棒搅拌C ．联合制碱法的主要原理是相同条件下NaHCO 3 的溶解度最小D ．溶液B 中加入氯化钠粉末，并通入氨，可析出副产品NH 4Cl3．(2022·广州高一月考)我国化学家侯德榜发明了联合制碱法(侯氏制碱法)，对世界制碱工业作出了巨大贡献。
联合制碱法的主要过程如图所示：沉淀池反应：NaCl ＋CO 2＋NH 3＋H 2O===NaHCO 3↓＋NH 4Cl 。
(1)“侯氏制碱法”誉满全球，其中的“碱”为______________，俗称________，其用途为______________(写一种)。
第3章揭秘侯氏制碱法——化学平衡思想的创造性应用
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(3)CO2 是制碱工业的重要原料，“侯氏制碱法”与“氨碱法”中 CO2 的来源有何不同？
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纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“氨碱法” 和“侯氏制碱法”两种工艺，请按要求回答问题：
(1)“氨碱法”产生大量 CaCl2 废弃物，请写出该工艺中产生 CaCl2 的化学方程式：________________________________________ _________________________________________________________。
CO2 通入，NH3·H2O 消耗完后生成的 CO23－。与 CO2、H2O 反应：CO2
＋
CO
2－ 3
＋
H2O===2HCO
－
3
，
当
c(HCO
－
3
)
增
大
至
一
定
程
度
，
产
生
NaHCO3 沉淀。 ④在索尔维法中有哪些物质可以循环利用？ 提示：反应 2NaHCO3==△===Na2CO3＋H2O＋CO2↑产生的 CO2
2．模拟实验
(1)实验步骤 用如图所示装置模拟索尔维法。锥形瓶
中装有碳酸钙粉末，分液漏斗中装有稀硫酸，
试管中装有氨盐水，并滴有酚酞溶液。用冰
水浴降低试管内的温度。打开分液漏斗，观 模拟索尔维法的实验装置
第3章 微项目 揭秘索尔维制碱法和侯氏制碱法
微项目 揭秘索尔维制碱法和侯氏制碱法——化学平衡思想的创造性应用[核心素养发展目标] 1.通过认识制碱工业中复杂的多平衡体系，学会分析溶液中的微粒和平衡，理解平衡之间的相互影响，能根据实际需求选择调控平衡移动的方法。
2.通过了解工业制碱的原理，体会化学原理的巧妙应用，了解我国科学家对制碱工业作出的巨大贡献。
实验背景：无水碳酸钠，俗名纯碱、苏打。
它是玻璃、造纸、肥皂、洗涤剂、纺织、制革等工业的重要原料，还常用作硬水的软化剂，也用于制造钠的化合物。
它的工业制法主要有氨碱法和联合制碱法两种。
一、实验原理书写下列化学方程式：(1)化学反应原理是：_________________________________________。
(2)总反应为：_______________________________________________。
(3)将经过滤、洗涤得到的NaHCO 3微小晶体再加热，制得纯碱产品：________________________________________________________________________。
答案 (1)NH 3＋CO 2＋H 2O===NH 4HCO 3NaCl(饱和)＋NH 4HCO 3===NaHCO 3↓＋NH 4Cl(2)NaCl(饱和)＋NH 3＋CO 2＋H 2O===NaHCO 3↓＋NH 4Cl(3)2NaHCO 3=====△Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O二、氨碱法(又称索尔维制碱法)1．原料：食盐(氯化钠)、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)、氨气。
2．步骤：(1)先把氨气通入饱和食盐水中生成氨盐水，再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液。
NH 3＋CO 2＋H 2O===NH 4HCO 3、NaCl(饱和)＋NH 4HCO 3===NaHCO 3↓＋NH 4Cl 。
(2)将经过滤、洗涤得到的NaHCO 3微小晶体，再加热煅烧制得纯碱产品。
侯氏制碱法的探究
2.如何确保向饱和氨化食盐水中通二氧化碳后有沉淀生成
在洗气装置中（饱和氨化食盐水通过量二氧化碳）大量存在的离子有Cl-、Na+、NH4+、HC03-，则溶液中可能存在的几种化合物对应的溶解度表如表l
通过图表更直观的看到几种物质的溶解度随温度的变化
[2]白玉山;于鷃，侯氏制碱法中的绿色化学思想化学教学，2004-09-15
[3]张媛婷;张博，论侯氏制碱法在化学教学中的重要价值，亚太教育，2016-02-15
Na2S04+H20+C02↑
本次实验的目的制取Na2C03，所以笔者不建议用Na2C03作为原材料，合成碳酸氢钠的反应是放热反应，反应所需的二氧化碳一般不宜用盐酸来制得，特别是较浓盐酸将逸出相当多的氯化氢气体，不利于碳酸氢钠生成。本实验用碳酸钙粉末与难挥发性稀硫酸的稀溶液反应，由于硫酸钙微溶于水，所以这里不选用块状的大理石作为反应物，使用过量的碳酸钙粉末并采用磁力搅拌器辅助，有很好的实验效果。
NH3+H2O+C02 NH4HC03
NH4HC03+NaCl NH4Cl+NaHC03↓
2NaHCO3 Na2C03+C02↑+H2O↑
（二）以往学生实验过程出现的几个问题
1.如何制取CO2
在教学中我们通常用强酸和碳酸盐反应制取CO2，如：
HCl+CaC03 H2O+CaCL2+CO2↑
H2S04+Na2C03
铵、碳酸氢铵都可能会析出，我们可以利用这三种盐的共性来除杂，原理如下：
2NaHC03 Na2CO3+H20↑+C02↑
高二化学实验探究候氏制碱法的实验原理
（3）此题是开放性试题，制备少量碳酸氢钠方法： ①用碳酸氢铵与适量的饱和食盐水反应；②往烧
碱溶液中通入过量CO2；③往饱和Na2CO3溶液中 通入过量CO2等。 答案 Ⅰ.c Ⅱ.(1)饱和碳酸氢钠溶液 吸收未反应的NH3 过滤
回答下列有关问题：
a.乙装置中的试剂是
；
b.丁装置中稀硫酸的作用是
；
c.实验结束后，分离出NaHCO3晶体的操作是 （填分离操作的名称）。
（2）另一位同学用图中戊装置（其他装置未画出）
进行实验。
a.实验时，须先从
管通入
气体，再
从 管中通入
气体。
b.有同学建议在戊装置的b导管下端连接己装置，
理由是
。
（3）请再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方
法：
。
解析 （2）①甲装置是CO2的发生装置，由于盐酸 易挥发，故生成的CO2气体中会含有HCl气体，乙 装置的作用是除去CO2中的HCl气体，所以乙装置 中的试剂是饱和碳酸氢钠溶液。丙是制备碳酸氢
钠的发生装置，丁是吸收多余的NH3，防止其污染 环境。从溶液中分离出NaHCO3晶体的方法是过滤。 ②实验时必须先制取含氨的饱和NaCl溶液，然后 使之与CO2反应。因为NH3极易溶于水，CO2在水 中的溶解度不大，故先从a导管通入NH3，后从b导 管通入CO2。己装置中有多孔球泡，增大CO2气体 与溶液接触面积，提高了CO2在溶液中的吸收率。
Ⅰ.原理分析
碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶
体的原因是
。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
a.碳酸氢钠难溶于水
b.碳酸氢钠受热易分解
c.碳酸氢钠的溶解度相对较小，在溶液中首先结晶
析出
Ⅱ.实验探究 （1）一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食 盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所示（图 中夹持、固定用的仪器未画出）。
《侯氏制碱法探究》教案
侯氏制碱法探究与学习教学目标：（1）理解“侯氏制碱法”的原理。
（2）通过实验流程的改进，体会复杂化学体系的系统分析方法。
学情分析：“侯氏制碱法”是侯德榜先生于1942年研究成功的制碱工艺，为世界制碱工业的发展起到了积极的影响，这其中蕴涵了自然科学的发现和研究方法，体现了化学研究的缜密之美，是人类智慧和科学精神的集中载体，对学生人文道德的提高与智力的发展有着重要的促进作用。
本节课创设以化学史为背景的教学情境，一方面让学生追踪当年科学家发现的思路，通过模拟实验的设计和流程的改进，体会科学研究的过程，了解复杂化学体系的系统分析方法，给学生今后创造性解决问题提供有用的思维模型。
另一方面由于化学史以不可代替的独特方式积累人类在了解世界、创造世界过程中所表现出的人类精神和科学态度。
因此通过教学情景的创设，让学生感悟这笔巨大的精神财富，必定为他们树立不断实践创新的标范和动力。
教学重点、难点：（1）“侯氏制碱法”原理的理解。
（2）模拟实验的设计和流程的改进。
教学方法：合作探究的教学模式教学流程：教学过程：(引言)碳酸钠用途非常广泛，是一种重要的化工原料，虽然人们曾先后从盐碱地和盐湖中获得碳酸钠，但仍不能满足工业生产的需要。
“侯氏制碱法”是侯德榜先生于1942年研究成功的制碱工艺，为世界制碱工业的发展起到了积极的影响，这其中蕴涵了自然科学的发现和研究方法，体现了化学研究的缜密之美，是人类智慧和科学精神的集中载体，对我们人文道德的提高与智力的发展有着重要的促进作用。
（问）如果你是制碱公司的总监，你如何设计制备纯碱呢？首先第一个我们面临的问题是选择制碱的主要原料。
（现在请同学4人一小组进行选择和讨论）（5分钟后）请若干小组代表将讨论结果如下：第一小组：NaOH、CaCO3、HCl、第二小组：NaCl、CaCO3、HCl、第三小组：NaHCO3加热分解（问）选择原料我们首先应该从哪个方面来考虑？（生答）经济角度（师）很好，那我们一起来看一看，第一组同学选择了NaOH 、第二组同学选择了NaHCO3，而这两种的本身价值要比Na2CO3还高，所以选择这两种原料的话工厂可能早就被PK掉了。
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Na2CO3+CO2
+H2O。
Ⅰ.原理分析
碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体
的原因是
。
a.碳酸氢钠难溶于水
b.碳酸氢钠受热易分解
c.碳酸氢钠的溶解度相对较小，在溶液中首先结晶
析出
Ⅱ.实验探究
（1）一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐
水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所示（图中夹
持、固定用的仪器未画出）。
（3）此题是开放性试题，制备少量碳酸氢钠方法： ①用碳酸氢铵与适量的饱和食盐水反应；②往烧碱 溶液中通入过量CO2；③往饱和Na2CO3溶液中通入 过量CO2等。 答案 Ⅰ.c Ⅱ.(1)饱和碳酸氢钠溶液 吸收未反应的 NH3 过滤 (2)a NH3 b CO2 增大CO2气体与溶 液接触的面积，提高CO2在溶液中的吸收率 （3）往 烧碱溶液中通入过量CO2(或往饱和Na2CO3溶液中 通入过量CO2等）
实验探究 侯氏制碱法的实验原理
我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制
碱工业作出了突出贡献。以NaCl、NH3、CO2等为原 料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱。有关反应的化 学方程式为：
NH3+CO2+H2O
NH4HCO3;NH4HCO3+NaCl
NaHCO3↓+NH4Cl; 2NaHCO3
返回Biblioteka 。（3）请再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法： 。
解析 （2）①甲装置是CO2的发生装置，由于盐酸易 挥发，故生成的CO2气体中会含有HCl气体，乙装置 的作用是除去CO2中的HCl气体，所以乙装置中的试 剂是饱和碳酸氢钠溶液。丙是制备碳酸氢钠的发生
装置，丁是吸收多余的NH3，防止其污染环境。从 溶液中分离出NaHCO3晶体的方法是过滤。 ②实验时必须先制取含氨的饱和NaCl溶液，然后使 之与CO2反应。因为NH3极易溶于水，CO2在水中的 溶解度不大，故先从a导管通入NH3，后从b导管通入 CO2。己装置中有多孔球泡，增大CO2气体与溶液接 触面积，提高了CO2在溶液中的吸收率。
回答下列有关问题：
a.乙装置中的试剂是
；
b.丁装置中稀硫酸的作用是
；
c.实验结束后，分离出NaHCO3晶体的操作是 （填分离操作的名称）。
（2）另一位同学用图中戊装置（其他装置未画出） 进行实验。
a.实验时，须先从
管通入
中通入
气体。
气体，再从 管
b.有同学建议在戊装置的b导管下端连接己装置，理
由是